本發(fā)明涉及一種基于周長(zhǎng)特征的暗星自主識(shí)別方法，屬于天文導(dǎo)航領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：星敏感器是目前已知精度最高的載體姿態(tài)敏感器。星敏感器通過(guò)測(cè)量恒星指向來(lái)解算載體的姿態(tài)。星圖識(shí)別是星敏感器的關(guān)鍵技術(shù)，快速性和魯棒性一直是對(duì)其評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。典型的星圖識(shí)別算法主要有三角形及其改進(jìn)算法(主星算法、金字塔算法等)和柵格算法。星表尺寸較小時(shí)，這些算法具有很好的魯棒性，而當(dāng)星敏感器視場(chǎng)(FiledofView，F(xiàn)OV)較小、極限探測(cè)星等較高時(shí)，星表尺寸將急劇增加，相關(guān)算法的局限性將會(huì)顯現(xiàn)，如三角形算法特征維數(shù)低，導(dǎo)航星數(shù)量的增加將導(dǎo)致特征庫(kù)的容量急劇增加，從而容易出現(xiàn)誤匹配或冗余匹配；采用矢量?jī)?nèi)積作為特征值的金字塔算法，在小角距范圍內(nèi)區(qū)分度欠佳；柵格算法在星體數(shù)目較少而偽星較多時(shí)存在穩(wěn)健性下降的問(wèn)題；主星識(shí)別算法在視場(chǎng)中出現(xiàn)許多星等相近的亮星時(shí)，識(shí)別成功率將會(huì)嚴(yán)重降低。工程上有時(shí)為了追求更高的姿態(tài)測(cè)量精度，需要星敏感器具有較小的視場(chǎng)和更暗的星等探測(cè)能力，此時(shí)需要解決暗星情況下的星圖識(shí)別問(wèn)題。解決暗星星圖識(shí)別算法有兩種技術(shù)途徑：一是局部天區(qū)輔助識(shí)別。二是對(duì)現(xiàn)有算法的改進(jìn)。局部天區(qū)輔助識(shí)別利用輔助系統(tǒng)(如慣性導(dǎo)航系統(tǒng))提供的相關(guān)測(cè)量信息確定星敏感器的粗指向，構(gòu)建局部導(dǎo)航特征三角形，在此基礎(chǔ)上采用現(xiàn)有星圖識(shí)別算法進(jìn)行識(shí)別。局部天區(qū)輔助識(shí)別的主要不足是識(shí)別過(guò)程嚴(yán)重依賴外部信息，喪失星敏感器的自主性。算法改進(jìn)方面，小視場(chǎng)暗星的星圖識(shí)別方面文獻(xiàn)不多，李輝對(duì)金字塔算法進(jìn)行了改進(jìn)，采用矢量外積作為匹配特征值，實(shí)現(xiàn)了8Mv極限星等的星圖識(shí)別(視場(chǎng)2.32°×1.73°)，該算法的不足是以兩星的矢量外積作為匹配特征，每個(gè)三角形的識(shí)別仍需進(jìn)行三次搜索，另外，為了減少特征庫(kù)的容量，設(shè)定了一個(gè)最小臨界星角距，在這一角距范圍內(nèi)只保留一顆最亮星體，因而可能會(huì)出現(xiàn)觀測(cè)星不能識(shí)別的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種基于周長(zhǎng)特征的暗星自主識(shí)別方法，以解決小視場(chǎng)暗星星圖識(shí)別時(shí)的匹配速度慢、冗余匹配多等問(wèn)題。本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種基于周長(zhǎng)特征的暗星自主識(shí)別方法，所述方法包括以下步驟：步驟一、導(dǎo)航星特征庫(kù)的構(gòu)建A、導(dǎo)航星的篩選⑴采用星等閾值法值剔除基本星表中大于星敏感器極限探測(cè)星的恒星；⑵雙星處理當(dāng)兩顆恒星間的星角距小于彌散斑時(shí)，將雙星當(dāng)作一顆星來(lái)處理，并對(duì)恒星赤經(jīng)、赤緯及星等進(jìn)行合成，則合成后的恒星赤經(jīng)α、赤緯δ及星等m分別為：α=(α1+α2)/2δ=(δ1+δ2)/2m=m2-2.5ln(1+e(m2-m1)/2.5)]]>其中，彌散斑大小在3×3～5×5像元之間，(α1，δ1)和(α2，δ2)分別為兩顆恒星的赤經(jīng)和赤緯，m1和m2分別為兩顆恒星的星等；⑶導(dǎo)航星表的生成對(duì)選定的恒星重新編號(hào)，并將每個(gè)恒星的星表號(hào)、赤經(jīng)、赤緯和星等進(jìn)行存儲(chǔ)；B、導(dǎo)航特征庫(kù)的構(gòu)建結(jié)合主星算法構(gòu)建特征三角形：以視場(chǎng)中的最亮星與次亮星作為主星對(duì)，其余星作為輔助星，分別與主星對(duì)構(gòu)成特征三角形，每個(gè)特征三角形包括：主星星號(hào)、次星星號(hào)、輔助星星號(hào)、主星與次星間星角距、主星與輔助星間星角距和三角形周長(zhǎng)這些數(shù)據(jù)，⑴分區(qū)星表的構(gòu)建采用重疊球矩法將整個(gè)天球分割成若干個(gè)局部重疊天區(qū)，球矩大小應(yīng)滿足如下條件：Cα∈(α0-R/cosδ0,α0+R/cosδ0)Cδ∈(δ0-R,δ0+R)]]>式中，Cα、Cδ分別為赤經(jīng)范圍與赤緯范圍，α0、δ0為星敏感器視軸指向，R為視場(chǎng)半徑，計(jì)算球矩大小時(shí)需對(duì)Cα過(guò)零處理，赤緯最大值、最小值分別設(shè)為90°和-90°，建立分區(qū)星表時(shí)，以星敏感器視軸為中心，計(jì)算球矩大小，將球矩內(nèi)的所有恒星按星等升序排列，并存儲(chǔ)到以分區(qū)號(hào)為文件名的文本文件中，分區(qū)索引號(hào)的計(jì)算公式如下所示，Index＝(fix(α0/4)+1)×(fix(δ0/4)+23)⑵特征庫(kù)的建立讀取分區(qū)星表，以選定的主星對(duì)分別與其它恒星構(gòu)建特征三角形，讀取相關(guān)星表號(hào)、赤經(jīng)、赤緯和星等信息，則根據(jù)下式計(jì)算相關(guān)星角距dij，dij＝arccos(Vi·Vj/(||Vi||×||Vj||)式中，“·”為矢量點(diǎn)積運(yùn)算符；“||x||”為x的范數(shù)，Vi和Vj分別為恒星i、j的參考矢量，構(gòu)建特征三角形時(shí)，星角距dij應(yīng)滿足如下條件：ξ<dij≤2FOV]]>式中，ξ為彌散斑所對(duì)應(yīng)的角度，若三角形的三條邊均滿足如上星角距限制條件，則按照導(dǎo)航特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)該三角形。⑶周長(zhǎng)散列特征庫(kù)的構(gòu)建判斷所有主星是否計(jì)算完畢，否則重復(fù)⑵，是則對(duì)所有特征三角形按照周長(zhǎng)大小分塊存儲(chǔ)，子塊編號(hào)按下式構(gòu)造散列函數(shù)K(P)：K(P)＝fix(P×N/(6FOV)+1)(1)式中，P為三角形周長(zhǎng)，N為分塊總數(shù)；步驟二、星圖識(shí)別⑴初始化：讀入導(dǎo)航星表、導(dǎo)航三角形特征庫(kù)，設(shè)置星敏感器參數(shù)和星角距匹配門限ε參數(shù)；⑵對(duì)星圖提取數(shù)據(jù)進(jìn)行編號(hào)，并按灰度值降序排列；⑶判斷是否存在3顆以上觀測(cè)星，小于3顆則不能識(shí)別；⑷若觀測(cè)星數(shù)為3，則按灰度值確定主星對(duì)與輔助星，構(gòu)建觀測(cè)三角形，計(jì)算觀測(cè)三角形的對(duì)應(yīng)星角距和周長(zhǎng)，根據(jù)式(1)定位子塊編號(hào)，在該子塊中搜索以主星為頂點(diǎn)的兩個(gè)星角距是否存在唯一滿足下式(2)的三角形，是則將匹配結(jié)果存入識(shí)別矩陣中，其中第i個(gè)元素表示星點(diǎn)i的星表號(hào)，識(shí)別失敗時(shí)則該元素置0；|lAB-dAB|≤ϵ|lAC-dAC|≤ϵ---(2)]]>式中，A、B、C分別為主星、次星及輔星，|x|表示x的絕對(duì)值；⑸若觀測(cè)星大于3顆，則分別以星點(diǎn)1、2、3和星點(diǎn)1、2、4構(gòu)建兩個(gè)觀測(cè)三角形，并按步驟⑷分別進(jìn)行識(shí)別，若兩個(gè)觀測(cè)三角形存在唯一相同的主星對(duì)匹配結(jié)果，則匹配成功，將前4顆星的匹配結(jié)果存入識(shí)別矩陣中，然后根據(jù)已匹配觀測(cè)星對(duì)星圖中其它恒星進(jìn)行投影識(shí)別，并利用觀測(cè)星角距對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；若兩個(gè)觀測(cè)三角形沒(méi)有唯一匹配結(jié)果，則剔除星點(diǎn)3或星點(diǎn)4，讀入下一顆星繼續(xù)識(shí)別；⑹判斷該幀星圖是否識(shí)別完畢，否則轉(zhuǎn)⑸，是則根據(jù)識(shí)別矩陣和導(dǎo)航星表確定觀測(cè)星的各個(gè)參數(shù)，轉(zhuǎn)入下一幀星圖識(shí)別，直至整個(gè)識(shí)別任務(wù)完畢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明首先利用重疊球矩法將全天球劃分成若干局部重疊天區(qū)，找出每個(gè)重疊天區(qū)中最亮的兩顆星組成主星對(duì)，其余星作為輔助星構(gòu)建三角形周長(zhǎng)特征庫(kù)；其次，對(duì)生成的特征庫(kù)按三角形周長(zhǎng)構(gòu)造散列函數(shù)，進(jìn)行分段存儲(chǔ)；識(shí)別過(guò)程中，根據(jù)觀測(cè)三角形周長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)子塊的快速定位，星角距的識(shí)別只在相應(yīng)的子塊內(nèi)進(jìn)行，從而提高匹配速度；最后對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了9.0Mv星的快速星圖識(shí)別。附圖說(shuō)明圖1是坐標(biāo)系定義圖，其中On-XnYnZn為J2000.0坐標(biāo)系，Os-XsYsZs為星敏感器坐標(biāo)系，(α,δ,γ)分別為星敏感器偏航角、俯仰角及滾動(dòng)角，它反映了星敏感器坐標(biāo)系與J2000.0坐標(biāo)系間的關(guān)系。圖2是重疊球矩法對(duì)天球劃分示意圖，圖中FOV為星敏感器方形視場(chǎng)。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。為便于本
發(fā)明內(nèi)容描述，在此對(duì)發(fā)明中涉及的坐標(biāo)系定義、相關(guān)概念與符號(hào)含義、單星敏感器姿態(tài)確定方法等簡(jiǎn)要說(shuō)明。1、相關(guān)坐標(biāo)系定義本發(fā)明涉及如下兩個(gè)坐標(biāo)系：J2000.0坐標(biāo)系與星敏感器坐標(biāo)系間的關(guān)系如圖1所示。2、相關(guān)概念與符號(hào)含義⑴觀測(cè)矢量Vi與參考矢量Wi假設(shè)恒星i的赤經(jīng)赤緯分別為(αi，δi)，對(duì)應(yīng)的星敏感器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為(xi，yi)，單位為像元數(shù)，則恒星i的參考矢量與觀測(cè)矢量分別為：Vi＝[cosαicosδisinαicosδisinδi]T(1)Wi=-(xi-x0)×D-(yi-y0)×DfT/(xi-x0)2+(yi-y0)2+f2---(2)]]>式中，D為圖像傳感器像元尺寸，(x0,y0)為星敏感器主點(diǎn)坐標(biāo))，單位為像元數(shù)。⑵星角距星角距是星圖識(shí)別的最基本特征值，它反映了兩顆恒星對(duì)觀測(cè)者的張角。假設(shè)恒星i、j的參考矢量分別為Vi和Vj，觀測(cè)矢量分別為Wi和Wj，則恒星i、j的參考星角距dij與觀測(cè)星角距l(xiāng)ij的計(jì)算公式分別為：dij＝arccos(Vi·Vj/(||Vi||×||Vj||))(3)lij＝arccos(Wi·Wj/|(||Wi||×||Wj||))(4)式中，“·”為矢量點(diǎn)積運(yùn)算符；“||x||”為x的范數(shù)。二、導(dǎo)航星特征庫(kù)的構(gòu)建星圖識(shí)別是將星敏感器當(dāng)前視場(chǎng)中的恒星與導(dǎo)航特征庫(kù)中的參考特征進(jìn)行對(duì)應(yīng)匹配，以確定視場(chǎng)中相關(guān)恒星的星表號(hào)、赤經(jīng)、赤緯等參數(shù)，是后續(xù)載體姿態(tài)確定的重要前提。因此，特征庫(kù)的構(gòu)建是星圖識(shí)別的基礎(chǔ)。導(dǎo)航特征庫(kù)的構(gòu)建分為以下兩個(gè)步驟：1.導(dǎo)航星的篩選⑴根據(jù)星敏感器的極限探測(cè)星等，采用星等閾值法值(VisualMagnitudeThreshold，VMT)剔除基本星表中大于星敏感器極限探測(cè)星等的恒星。⑵雙星處理此處雙星(DoubleStar)是指在星敏感器成像平面上不能互相區(qū)分的兩顆恒星，也就是星角距較小的兩顆恒星。星敏感器一般采用離焦技術(shù)，彌散斑大小在3×3～5×5像元之間，因此當(dāng)兩顆恒星間的星角距小于彌散斑時(shí)，此時(shí)可將雙星當(dāng)作一顆星來(lái)處理，此時(shí)需對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合成。假設(shè)兩顆星的赤經(jīng)、赤緯分別為(α1，δ1)和(α2，δ2)，星等分別為m1和m2，則合成后的恒星赤經(jīng)α、赤緯δ及星等m分別為：α=(α1+α2)/2δ=(δ1+δ2)/2m=m2-2.5ln(1+e(m2-m1)/2.5)---(5)]]>⑶導(dǎo)航星表的生成對(duì)選定的恒星重新編號(hào)，并按如下格式進(jìn)行存儲(chǔ)：2.導(dǎo)航特征庫(kù)的構(gòu)建周長(zhǎng)相等是三角形全等的必要條件，因此三角形識(shí)別時(shí)，可以基于散列查找的思想，首先搜索周長(zhǎng)相等的三角形集合，然后在該集合中搜索兩邊匹配的三角形，從而可以減少匹配次數(shù)。為此可以結(jié)合主星算法構(gòu)建特征三角形：以視場(chǎng)中的最亮星與次亮星作為主星對(duì)(MainStar-pair)，其余星作為輔助星，分別與主星對(duì)構(gòu)成特征三角形，具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：⑴分區(qū)星表的構(gòu)建理論上n顆星可以構(gòu)建個(gè)特征三角形，即使加上雙星和視場(chǎng)等約束條件，特征三角形的數(shù)量也是很龐大的，且存在很多冗余的特征三角形，此時(shí)構(gòu)建三角形周長(zhǎng)特征庫(kù)，將面臨海量的計(jì)算。為減小構(gòu)建特征三角形的計(jì)算量，可采用重疊球矩法將整個(gè)天球分割成若干個(gè)局部重疊天區(qū)，以減少視場(chǎng)跨天區(qū)對(duì)識(shí)別正確率的影響，如圖2所示。球矩大小應(yīng)滿足如下條件：Cα∈(α0-R/cosδ0,α0+R/cosδ0)Cδ∈(δ0-R,δ0+R)---(8)]]>式中，Cα、Cδ分別為赤經(jīng)范圍與赤緯范圍，α0、δ0為星敏感器視軸指向(赤經(jīng)、赤緯)，R為視場(chǎng)半徑?？紤]到赤經(jīng)、赤緯的角度范圍，計(jì)算球矩大小時(shí)需對(duì)Cα過(guò)零處理，赤緯最大值、最小值分別設(shè)為90°和-90°。假設(shè)分區(qū)間隔取4°，視場(chǎng)半徑R取4°，則建立分區(qū)星表時(shí)，以星敏感器視軸為中心(赤經(jīng)從0°起，赤緯從-90°起)，計(jì)算球矩大小，將球矩內(nèi)的所有恒星按星等升序排列，并存儲(chǔ)到以分區(qū)號(hào)為文件名的文本文件中，分區(qū)索引號(hào)的計(jì)算公式如式(9)所示，文本數(shù)據(jù)格式如式(6)所示：Index＝(fix(α0/4)+1)×(fix(δ0/4)+23)(9)由此可知，分區(qū)星表中的第一顆星和第二顆星分別為主星和次星，其它恒星作為輔助星，分別與主星、次星構(gòu)建特征三角形，可極大減少特征三角形的數(shù)量。為了提高星圖識(shí)別算法的適應(yīng)性，可將分區(qū)星表中較亮的恒星均作為主星對(duì)，以適當(dāng)增加特征庫(kù)的數(shù)量。⑵特征庫(kù)的建立讀取分區(qū)星表，以選定的主星對(duì)分別與其它恒星構(gòu)建特征三角形。讀取相關(guān)星表號(hào)、赤經(jīng)及赤緯等信息，則根據(jù)式(1)計(jì)算相關(guān)星角距dij。星敏感器光學(xué)系統(tǒng)一般采用離焦設(shè)計(jì)以提高星點(diǎn)細(xì)分定位精度，彌散斑大小一般控制在3×3～5×5像元之間，因此構(gòu)建特征三角形時(shí)，星角距dij應(yīng)滿足如下條件：ξ<dij≤2FOV---(10)]]>式中，ξ為彌散斑所對(duì)應(yīng)的角度。若三角形的三條邊均滿足如上星角距限制條件，則按照導(dǎo)航特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)該三角形。⑶周長(zhǎng)散列特征庫(kù)的構(gòu)建判斷所有主星是否計(jì)算完畢，否則重復(fù)步驟⑵，是則對(duì)所有特征三角形按照周長(zhǎng)大小分塊存儲(chǔ)，子塊編號(hào)按下式構(gòu)造散列函數(shù)K(P)：K(P)＝fix(P×N/(6FOV)+1)(11)式中，P為三角形周長(zhǎng)，N為分塊總數(shù)。三、星圖識(shí)別以上建立的三角形特征庫(kù)為減少搜索量奠定了基礎(chǔ)，一個(gè)三角形只需進(jìn)行一次定位和一個(gè)分塊搜索即可完成，具體算法流程如下：⑴初始化：讀入導(dǎo)航星表、導(dǎo)航三角形特征庫(kù)，設(shè)置星敏感器參數(shù)、星角距匹配門限ε等參數(shù)；⑵對(duì)星圖提取數(shù)據(jù)進(jìn)行編號(hào)(星點(diǎn)號(hào)i)，并按灰度值降序排列；⑶判斷是否存在3顆以上觀測(cè)星，小于3顆則不能識(shí)別；⑷若觀測(cè)星數(shù)為3，則按灰度值確定主星對(duì)與輔助星，構(gòu)建觀測(cè)三角形，計(jì)算觀測(cè)三角形的對(duì)應(yīng)星角距和周長(zhǎng)，根據(jù)式(11)定位子塊編號(hào)，在該子塊中搜索以主星為頂點(diǎn)的兩個(gè)星角距是否存在唯一滿足下式的三角形，是則將匹配結(jié)果存入識(shí)別矩陣Identify中，其中第i個(gè)元素表示星點(diǎn)i的星表號(hào)，識(shí)別失敗時(shí)則該元素置0；|lAB-dAB|≤ϵ|lAC-dAC|≤ϵ---(12)]]>式中，A、B、C分別為主星、次星及輔星，|x|表示x的絕對(duì)值。⑸若觀測(cè)星大于3顆，則分別以星點(diǎn)1、2、3和星點(diǎn)1、2、4構(gòu)建兩個(gè)觀測(cè)三角形，并按步驟⑷分別進(jìn)行識(shí)別。若兩個(gè)觀測(cè)三角形存在唯一相同的主星對(duì)匹配結(jié)果，則匹配成功，將前4顆星的匹配結(jié)果存入識(shí)別矩陣Identify中，然后根據(jù)已匹配觀測(cè)星對(duì)星圖中其它恒星進(jìn)行投影識(shí)別，并利用觀測(cè)星角距對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；若兩個(gè)觀測(cè)三角形沒(méi)有唯一匹配結(jié)果，則剔除星點(diǎn)3或星點(diǎn)4，讀入下一顆星繼續(xù)識(shí)別；⑹判斷該幀星圖是否識(shí)別完畢，否則轉(zhuǎn)⑸，是則根據(jù)識(shí)別矩陣Identify和導(dǎo)航星表確定觀測(cè)星的星表號(hào)、赤經(jīng)、赤緯及視星等等參數(shù)，轉(zhuǎn)入下一幀星圖識(shí)別，直至整個(gè)識(shí)別任務(wù)完畢。實(shí)施例：1、條件和參數(shù)實(shí)例平臺(tái)為計(jì)算機(jī)，操作系統(tǒng)為WindowsXP操作系統(tǒng)，編程工具軟件為Matlab2011a，其它參數(shù)如表所示：2、導(dǎo)航星特征庫(kù)構(gòu)建實(shí)例⑴導(dǎo)航星表篩選根據(jù)基本星表，篩選出滿足要求的導(dǎo)航星表。基本星表中一般包含星表號(hào)、赤經(jīng)、赤緯、星等、光譜特征以及赤經(jīng)、赤緯自行參數(shù)等信息，具體示例如下：根據(jù)星等閾值與星敏感器系統(tǒng)參數(shù)，篩選滿足上述條件的9.0Mv導(dǎo)航星表，對(duì)選定的恒星重新編號(hào)，并按導(dǎo)航星數(shù)據(jù)格式進(jìn)行存儲(chǔ)，具體示例如下：滿足條件的導(dǎo)航星共有119528顆。⑵導(dǎo)航特征庫(kù)的構(gòu)建a.分區(qū)星表的構(gòu)建以星敏感器視軸為中心，按照重疊球矩法將整個(gè)天球分割成4050個(gè)局部重疊天區(qū)，其中赤經(jīng)α0從0°起至360°(不含)，赤緯δ0從-90°起至90°，間隔4°，視場(chǎng)半徑R取4°。計(jì)算球矩大小，將球矩內(nèi)的所有恒星按星等大小升序排列，并存儲(chǔ)到以分區(qū)號(hào)為文件名的文本文件中，其中，第1分區(qū)(對(duì)應(yīng)視軸指向分別為赤經(jīng)0°和赤緯-90°)中的具體恒星如下表所示：b.分區(qū)導(dǎo)航特征庫(kù)的構(gòu)建讀取分區(qū)星表，以最亮星與次亮星為主星對(duì)，其它星分別與主星對(duì)構(gòu)建特征三角形。讀取相關(guān)星表號(hào)、赤經(jīng)及赤緯等信息，則根據(jù)式(1)計(jì)算相關(guān)星角距dij。由分區(qū)導(dǎo)航星表與導(dǎo)航特征庫(kù)可知，由此生成的特征三角形的數(shù)量明顯減少。c.周長(zhǎng)散列特征庫(kù)的構(gòu)建判斷所有主星是否計(jì)算完畢，否則重復(fù)步驟⑵，是則對(duì)所有特征三角形按照周長(zhǎng)大小分塊存儲(chǔ)。通過(guò)以上方法構(gòu)建的三角形周長(zhǎng)特征庫(kù)總數(shù)為6054793條，文件大小267MB，將其按周長(zhǎng)大小等分為512個(gè)子塊文件，子塊特征數(shù)最多為45936條，最少為1條，其中，第60分塊特征數(shù)據(jù)如下所示：2、星圖識(shí)別實(shí)例以2013年4月28日20:38:33:500所拍攝的星圖為例：⑴初始化：讀入導(dǎo)航星表、導(dǎo)航三角形特征庫(kù)，設(shè)置星敏感器參數(shù)、星角距匹配門限ε等參數(shù)；⑵對(duì)星圖提取數(shù)據(jù)進(jìn)行編號(hào)(星點(diǎn)號(hào)i)，并按灰度值降序排列，具體提取結(jié)果如下所示：⑶星圖匹配a.根據(jù)星圖提取結(jié)果，按式(2)計(jì)算三角形周長(zhǎng)特征值，根據(jù)周長(zhǎng)特征值按式(11)計(jì)算周長(zhǎng)特征值所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航特征庫(kù)文件號(hào)，具體結(jié)果如下：b.對(duì)第1個(gè)三角形進(jìn)行識(shí)別，讀入第1個(gè)三角形所對(duì)應(yīng)的周長(zhǎng)特征庫(kù)，其中第218個(gè)周長(zhǎng)特征庫(kù)如下所示：在此特征庫(kù)中，搜索觀測(cè)星角距與參考星角距滿足星角距匹配門限的星角距AB、星角距AC數(shù)據(jù)集合，具體結(jié)果如下：由此可知，星點(diǎn)1、2、3的匹配結(jié)果不唯一，此時(shí)需要引入第4顆星進(jìn)行輔助識(shí)別，即由第2個(gè)三角形進(jìn)行補(bǔ)充識(shí)別，以進(jìn)一步排除冗余匹配結(jié)果，第2個(gè)三角形的識(shí)別結(jié)果如下所示：以上兩個(gè)三角形具有公共邊AB，因此可以通過(guò)搜索以上兩個(gè)星表中星點(diǎn)1、2星表號(hào)相同的集合，即可排除掉絕大多數(shù)冗余匹配結(jié)果。對(duì)比以上兩個(gè)表格，只有一組星點(diǎn)1和星點(diǎn)2的星表號(hào)同時(shí)相等(加粗?jǐn)?shù)據(jù))，因此星點(diǎn)1、2、3、4的星表號(hào)可以確定為80284、64129、64051及64049。一般情況下，經(jīng)過(guò)以上兩個(gè)三角形匹配，均可得到唯一結(jié)果。若以上兩個(gè)三角形無(wú)匹配結(jié)果，說(shuō)明前四顆星點(diǎn)中，有偽星存在，或者觀測(cè)結(jié)果超出星角距匹配門限，此時(shí)可以剔除一顆星點(diǎn)，引入下一顆星再次進(jìn)行匹配。c.判斷該幀星圖是否識(shí)別完畢，是則轉(zhuǎn)入下一幀星圖的識(shí)別，否則，引入下一顆星點(diǎn)，與星點(diǎn)1、2構(gòu)成特征三角形，并以星點(diǎn)1～3的識(shí)別結(jié)果作為判據(jù)，以加快后續(xù)星點(diǎn)的識(shí)別速度。本例的最終識(shí)別結(jié)果如下表所示：⑷輸出導(dǎo)航數(shù)據(jù)根據(jù)識(shí)別結(jié)果和導(dǎo)航星表，確定觀測(cè)星的星表號(hào)、赤經(jīng)、赤緯及視星等等參數(shù)，具體結(jié)果如下表所示，本幀星圖的識(shí)別時(shí)間為1.3638秒。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還包括有其他實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3